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衝壓模具熱處理過程中變形與開裂的改善方法

作者：五金衝壓編輯來源：本站原創發布時間：2021-01-26T14:49:14 瀏覽量：

衝壓模具由於品種規格較多、形狀複雜和表麵粗糙度值低，因此其製造難度較大。模具熱處理後產生的變形將嚴重影響模具的質量和使用壽命，一旦在熱處理中開裂將造成模具的報廢，因此，減少和預防模具熱處理變形及開裂是廣大衝壓模具熱處理工作者的重要研究課題。我們就衝壓模具在熱處理過程中常見的變形與開裂缺陷進行簡要分析其產生的原因，並提出改善方法。
一、預備熱處理
對於共析鋼的衝壓模具鍛件，應先進行正火處理，然後進行球化退火，以消除鍛件內網狀二次滲碳體，細化晶粒，消除內應力，並為後續(或最終)熱處理作好組織準備。衝壓凹模零件淬火前，應先進行低溫回火(穩定化處理)。對一些形狀較為複雜、精度要求高的凹模，在粗加工後精加工前，應先進行調質處理，以減少淬火變形，盡量避免開裂傾向，並為最終熱處理作好組織準備。
二、優化淬火、回火處理工藝
1.回火處理的控製
模具零件從冷卻劑中取出後，不宜在空氣中停留較長時間，應及時放入回火爐中進行回火處理。回火處理時，應避免低溫回火脆性和高溫回火脆性。對於一些精度要求的模具零件，淬火後采用多次回火處理，以消除內應力，減小變形，避免開裂傾向。
2.淬火零件的防護
淬火、回火處理是影響衝壓模具零件熱處理變形或開裂的重要環節。對於淬火重要的模具零件(如凸模、凹模)易發生變形或開裂的部位，應采取有效的防護措施，力求使零件的形狀與截麵對稱，內應力均衡。常用的防護方法如下：捆包法、填充法、堵塞法。
3.加熱溫度的確定
淬火加熱溫度過高，使得奧氏體晶粒粗大，且會造成氧化、脫碳現象，零件變形與開裂的傾向增大。在規定的加熱溫度範圍內，淬火加熱溫度偏低則會造成零件內孔收縮，孔徑尺寸變小。故應選用加熱溫度規範的上限植;而對於合金鋼，加熱溫度偏高，則會引起內孔膨脹，孔徑尺寸變大，因此應選用加熱溫度的下限值為宜。
4.加熱方式的改進
對於一些小型的衝壓凸凹模或細長的圓柱形零件(如小衝頭)，可事先預熱至520--580℃，然後放入中溫鹽浴爐內加熱至淬火溫度，比直接使用電爐或反射爐加熱淬火零件變形明顯減小，且能控製開裂傾向。尤其是高合金鋼模具零件，正確的加熱方式為：先預熱(溫度為530--560℃)，然後升至淬火溫度。加熱過程中應盡量縮短高溫段時間，以減少淬火變形及避免小裂紋的生產。
5、冷卻劑的選擇
對於合金鋼而言，減小淬火變形的最佳方法是使用硝酸鉀和亞硝酸鈉熱浴的等溫淬火或分級淬火，這種方法尤其適宜處理形狀複雜、尺寸要求精確的衝壓模具。有些多孔模具零件(如多孔凹模)，等溫淬火時間不宜過長，否則會引起孔徑或孔距變大。若利用油中冷卻收縮，以及硝酸鹽中冷卻膨脹的特征，合理應用雙介質淬火，可減小零件變形。
6.線切割前的淬火處理
對於一些線切割加工的衝壓模具零件，線切割加工之前應采用分級淬火和多次回火(或高溫回火)熱處理工藝，以提高零件的淬透性，並使其內應力分布趨於均勻，且處於較小內應力狀態。內應力越小，線切割後的變形和開裂的傾向性就越小。
　 7.冷卻方式的優化
當零件從加熱爐中取出放入冷卻劑之前，應放置在空氣中適當預冷，隨後放入冷卻劑中淬火，這是減小零件淬火變形及防止零件開裂傾向的有效方法之一。模具零件放入冷卻劑後，應適當旋轉，且旋轉方向有所改變，這樣有利於零件部位保持均勻的冷卻速率，可明顯減小變形及防止開裂傾向。

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